一、概述
自動介質損耗儀是一種新穎的測量介質損耗角正切(tgδ)和電容值(Cx)的自動化儀表。可以在工頻高電壓下,現場測量各種絕緣材料、絕緣套管、電力電纜、電容器、互感器、變壓器等高壓設備的介質損耗角正切(tgδ)和電容值(Cx)。與西林電容電橋相比,具有操作簡單、自動測量、讀數直觀、無需換算、精度高、抗干擾能力強等優點。儀器內部標準電容器和升電壓裝置,在“內接”方式下使用,無需其它外接設備,便於攜帶。
a.具有多種測量方式,可選擇正/反接線、內/外標準電容器和內/外試驗電壓進行測量。正接線可測量高壓介損。
b.內附SF6標準電容器,tgδ<0.005%,受空氣濕度影響小。
c.矢量運算法結合移相、倒相法,抗干擾效果好;能有效地消除強烈的電場干擾對測量的影響,適用於500kV極其以下電站的強幹擾現場試驗。
d.高壓短路和突然斷電時,儀器能迅速切斷高壓,並發出警告信息。
e.測量重複性好,電壓線性好(測量準確度不受電壓影響)
f.一體化結構,重量適中,便於攜帶。
g.大螢幕帶背光中文液晶顯示器信息提示操作,使用方便。
h.儀器自帶印表機,及時保存測試數據。
i.高壓電纜連線至試品,保障安全;儀器未接地報警,安全措施完備。
二、技術指標
1.額定工作條件 環境溫度:0~40℃(當溫度超出20℃±5℃時,每變化10℃儀器基本誤差的改變數不超過基本誤差限的1/2。)
2相對濕度:30%~85%
3供電電源:電壓:220V±22V,頻率:50±1Hz
4電子電路功耗:不大於40VA 5測量範圍:
6介質損耗(tgδ):0~1 解析度0.0001
7電容量(Cx): 最小解析度0.01PF
8內接方式
試驗電壓 試品電容量
5KV 7.5KV 10KV 3PF~40000PF
1.5KV 2.25KV 3K 10PF~0.35μF
0.5kV 0.75kV 1kV 30PF~1.5μF
9外接方式
“外接升壓器”方式最高試驗電壓10KV;
“外接Cn”方式(外接高壓、外接標準電容器)最高試驗電壓由標準電容器和被試品決定(Umax=Imax/ωC);
標準迴路最大電流50mA(In=UωCn) ;
被試迴路最大電流2A(Ix=UωCx)。
10基本測量誤差
產品在環境溫度20℃±5℃、相對濕度30%~85%的條件下。
11內部升壓器輸出能力
輸出電壓額定輸出電流
5kV 7.5kV 10kV100mA
1.5kV 2.25kV 3kV300mA
0.5kV 0.75kV 1kV500mA
三、內部結構和工作原理
1.內部結構
儀器將升壓與測量裝置安裝在一個機箱裡,儀器內部具有最高輸出電壓達10KV的升壓變壓器,還安裝有標準高壓電容器,在內部高壓測量範圍內使用時無需任何外部設備,便於攜帶到試驗現場使用;儀器方便用戶靈活地進行多種方式的測量。儀器結構牢固,確保高、低壓電路電氣間隙和爬電距離符合GB4793.1-1995《測量、控制和試驗室用電氣設備的安全要求》中的有關規定。圖1、圖2分別為儀器的前、後面板示意圖。圖中:
(1)印表機——測量結束,顯示測量結果時,按一下“列印”鍵,可以將測量結果列印出來。
(2)顯示窗——以LCD用中文顯示tgδ和電容測量值。並顯示指導操作的提示信息。
(3)電源鍵——按下該鍵,儀器電源接通。
(4) )內部高壓允許鍵——為保障操作者安全而設;按下該鍵,接通高電壓輸入迴路;鬆開該鍵,則不能發生高壓。
(5) 啟動/停止鍵——按下該鍵,儀器進入測量狀態;鬆開該鍵,儀器退出測量狀態。
(6) 接地端子——為保障操作者的安全,為使儀器正常工作,使用前應將該端子可靠接地。該端子既是安全接地,又是工作接地。
(7) 列印鍵——測量結束,顯示測量結果時,按該鍵可以列印測量數據。
(8) 輸出電壓選擇鍵——當選擇“內接”或“抗干擾內接”方式工作時,用以選擇試驗電壓(按上升或下降),內部升壓器產生的試驗電壓共有九檔,分別為:10kV、7.5kV、5kV、 3kV、 2.25kV、1.5kV、1kV、0.75kV、0.5kV。
(9) 正/反接線鍵——用來選擇正接線或反接線方式。
(10) 工作方式鍵——當選擇儀器內部升壓器施加試驗電壓時,按該鍵選擇“內接”方式;如現場干擾較大,按該鍵選擇“抗干擾內接”方式;當外接升壓器施加試驗電壓時,按該鍵選擇“外接升壓器”方式;當外接升壓器和外接標準電容器測量時,按該鍵選擇“外接Cn”方式。
(11) 保險絲座
(12) 電源輸入插座——接220V市電。
(13)標準電流輸入端Cn——“外接Cn”測量方式工作時,與外接標準電容器的測量端相連線。連線該端的電纜線為黑色。
(14)被測電流輸入端Cx——使用時應根據不同的試品類型與被試品的部位連線,詳見4.3條。連線該端的電纜線為藍色。
(15)電壓輸出端Hv——當測量非接地試品(選擇正接線)時,該端為高電壓端,與該端相連的電纜內芯帶高壓;當測量接地試品(選擇反接線)時,該端在儀器內部接地。連線該端的電纜為紅色。
(16)電纜外禁止專用接地端——電纜與儀器連線時,將電纜插頭端的引出線連線至該端,從而將電纜的外層禁止接地。
儀器測量線路包括一路標準迴路和一路被測迴路,如圖3所示。標準迴路由內置高穩定度的標準電容器與採樣電路組成,被試迴路由被試品和採樣電路組成。由單片機運用計算機數位化實時採集方法,對數以萬計的採樣數據處理後進行矢量運算,分別測得標準迴路電流與被試迴路電流幅值及其相位關係,並由此計算出試品的電容值(Cx)和介質損耗角正切值(tgδ),測量結果可靠。現場有干擾時,先利用移相、倒相法減小干擾的影響,再將被試迴路測得的電流Ix’與單獨測得的干擾電流Id矢量相加,得到真正的測量電流Ix,進而得出正確的測量結果。由圖3可見,可根據不同的測量對象和測量需要,靈活地採用多種接線方式。如測量非接地試品(正接法)時,“Lv”(E)點接地;而測量接地試品(反接法)時,則“Hv”點接地。
使用和操作
4.1安全操作注意事項
4.1.1使用前必須將儀器的接地端子可靠接地。所有人員必須遠離高壓才能開始測量。
4.1.2隻有當儀器的“內高壓允許”鍵未按下時,接觸儀器的後面板和測量線纜與被試品才是安全的。當儀器的“內高壓允許”鍵按下時,蜂鳴器將鳴叫示警。
4.1.3儀器正在測量時,嚴禁操作除“啟動”鍵外的所有按鍵。但可用“啟動”鍵退出測量狀態。
4.1.4應保持儀器後面板的清潔,不要用手觸摸。如後面板有污痕,請用乾布擦拭乾淨以保證良好的絕緣。
4.1.5測量非接地試品(正接法)時,“Hv”端對地為高電壓,測量接地試品(反接法)時,“Cx”端對地為高電壓,隨儀器配備的紅色、蘭色電纜為高壓帶禁止電纜,使用時可沿地面敷設,但必須將電纜的外禁止接至專用接地端。
4.1.6不得自行更換不符合面扳指示值的保險絲管,以防內部變壓器燒壞。
4.2儀器的顯示方式
儀器以點陣式帶背光LCD顯示,便於室內與戶外讀數.顯示值為最終測量接果(tgδ和電容量),無須換算。
4.3操作
4.3.1非接地試品的測量(正接法)
4.3.1.1通電前的準備
a.關電源;
b.用導線將儀器面板上的接地段子可靠接地;
c.從“Hv”端子用專用線纜(紅色)接至被試品高壓端(此線帶高壓),“Cx”端子用專用線纜(蘭色)接至被試品低壓端,注意芯線“Cx”接被試品,電纜插頭端的引出線連至專用接地端,如圖4所示;如果試品低壓端有禁止端子(如標準電容器),可用導線將該端子與線纜的內禁止(夾頭端的引出線)“E”連線後接地。
4.3.1.2操作步驟
按下“電源”鍵,直至儀器自檢完畢,視窗顯示
內接 正接
試驗電壓 10kV
此時按“輸出電壓選擇”鍵選擇合適的電壓,按“正/反接線”鍵選定正接線方式;然後先按下“內高壓允許”鍵,再按下“啟動”鍵;儀器開始測量,蜂鳴器發出訊號,並在顯示視窗從5到1倒計數(此時可鬆開“啟動”鍵,以退出測量狀態)。倒計數結束,高壓加至試品,蜂鳴器發出警示訊號,測量過程不超過60秒,測量結束,高壓自動降下;為保障人員安全,此時必須按視窗提示信息將“內高壓允許”鍵彈起,視窗才會顯示測量結果。如果需要列印,按一下“列印”鍵就可以列印測量結果。最後彈起“停止/啟動”鍵,結束一次測量過程。
4.3.2接地試品的測量(反接法)
4.3.2.1通電前準備
a.關“電源”;
b.用導線將儀器面板上的接地端子可靠接地;
c.將Cx端子用專用線纜(藍線)接至被試品高壓端,注意芯線Cx接被試品,將電纜插頭端的引出線連至專用接地端,如圖5所示。
4.3.2.2操作步驟
按下“電源”鍵,直至儀器自檢完畢在視窗顯示
內接 正接
試驗電壓 10kV
此時按“輸出電壓選擇”鍵選擇適合的電壓,按“正/反接線”鍵選定“反接線方式”;然後先按下“內高壓允許”鍵,再按下“啟動”鍵;儀器開始測量,蜂鳴器發出訊號,並在顯示視窗從5到1倒計數(此時可鬆開“啟動”鍵,以退出測量狀態)。倒計數結束,高壓加至試品,蜂鳴器發出警示訊號,測量過程不超過60秒,測量結束,高壓自動降下;為保障人員安全,此時必須按視窗提示信息將“內高壓允許”鍵彈
起,視窗才會顯示測量結果。如果需要列印,按一下“列印”鍵就可以列印測量結果。最後彈起“停止/啟動”鍵,結束一次測量過程。
4.3.3.外接升壓器測量方式(外接高壓)
4.3.3.1通電前準備
當被試品電容量較大而要求升壓變壓器輸出電流大於儀器內部變壓器輸出能力時,儀器可以外接高電壓進行測量,即不使用儀器內部的升壓變壓器,而另外外接一台升壓裝置產生高電壓進行測量。注意用“外接升壓器”方式進行測量時,不得按下“內高壓允許”鍵。“外接升壓器”方式仍使用儀器內附標準電容器,最高工作電壓10KV。
既可以測量非接地試品(圖6:與“Cx”連線的線纜內層帶高壓),也可以測量接地試品(圖7:與“Cx”連線的線纜內層帶高壓)。
用“自激法”測CVT設備,選用“外接升壓器”方式,由於Hv電纜芯線與外層禁止間存在1000pF~2000pF的電容量,會引起測量誤差,所以測量時應將Hv電纜外禁止的專用接地頭(不插入專用接地端)與電纜一起懸空(即將電纜作為普通電纜而不作為高壓電纜使用),以消除測量誤差。
4.3.3.2操作步驟
用導線將儀器面板上的接線端子可靠接地。
b.按圖6或圖7接線,將電纜插頭端的引出線連至專用接地端;
c.按下“電源”鍵接通電源,按“工作方式選擇”鍵選擇“外接升壓器”方式,按“正/反接線”鍵確定接線方式。“內高壓允許”鍵彈起;
d.用外接升壓器裝置施加需要的試驗電壓,儀器會顯示出電壓值;
e.按下“啟動”鍵開始測量,此後按視窗提升操作可方便地完成測量,測量結束,視窗直接顯示測量結果。
4.3.4.外接Cn測量方式(外接高壓、外接標準電容器,可測量高壓接損)
4.3.4.1通電前的準備
當試驗電壓和標準電容器均為外接時,可選擇“外接Cn”測量方式。測量前用專用線纜(黑色)從儀器的“Cn”端子(芯與禁止)連至標準電容器的接線端,“Cx”端子與被試品相連,將
電纜插頭端的引出線連至專用接地端(圖8),用導線將儀器面板上的接線端子可靠接地。最高試驗電壓取決於外接標準電容器和被試品的耐壓值及儀器的測量範圍。如使用專用標準電容器,可以對試品進行帶電測量。
4.3.4.2操作步驟
a.按下“電源”鍵接通電源,待儀器自檢完畢按“工作方式選擇”鍵選擇“外接Cn”測量方式;
b.彈起“內高壓允許”鍵;
c.施加試驗電壓至需要值;
d.按下“啟動”鍵開始測量,此後可按顯示視窗提示方便的完成測量。測量結束,視窗顯示測量結果。
“外接Cn”方式的測量結果:
①介質損耗:測量結果=tgδ讀數+標準電容器的tgδn。
②電容量:測量結果=顯示值×Cn(外接標準電容器電容量)。
E*表示乘10的*次方。
4.4“內接”和“抗干擾內接”兩種測量方式的選擇
建議第一選用“內接”方式進行測量。當重複兩次測量的tgδ讀數相差0.1%以上時,說明現場的干擾較大,此時應選擇“抗干擾內接”方式進行測量。
4.5列印操作
儀器測量結束,顯示出測量結果時,按一下“列印”鍵,就可以將測量結果列印出來。印表機在儀器開機時已經與單片機在線上(指示燈亮)。如果需要走紙,可以按“在線上”鍵(SEL)取消在線上(指示燈暗),再按走紙鍵用以走紙。需要換紙時請按住印表機兩邊向上將其提出,詳細請參閱微型印表機的使用說明書。
5.製造廠提請用戶注意的事項
5.1用QS1做對比試驗時,請留意QS1的tgδ絕對誤差為±0.3%,BR16為±0.1%。
5.2請保持接觸點良好的導電性,現場試驗時應使接線各個連線點(如掛鈎等)接觸良好,以保證測量數據的穩定性。
5.3請勿讓陽光長久照射顯示器,以免LCD失效。
5.4應注意試驗方法對測量結果的影響。
5.5隨儀器配置的紅色及藍色電纜為高壓電纜,可沿地面敷設,但儀器工作時人體不宜接觸電纜;該電纜為雙層禁止電纜,在使用時該電纜的外層禁止應接至專用接地端接地。10KV電壓輸出時發出輕微的聲音屬正常現象。由於電纜外層禁止接地,所以使用中不宜將電纜緊靠設備的高壓部分。黑色電纜非高壓電纜,使用時應注意。